CREST精选 | 史上阅读量最高：科学与技术在应对环境挑战中的不同作用
导 读
人类面临许多现存环境挑战，比如，资源枯竭、生态系统服务恶化、污染、生物多样性丧失和气候变化。环境问题是人与环境之间复杂的、往往是非线性的相互作用的产物，我们对它们的理解通常是不完整的，并且被极大的不确定性所笼罩。这些问题不能仅仅从因果关系的角度来处理，因为它们涉及多个行为主体，随时空而变化，且往往在人类行动和环境影响之间有很长的时间间隔。例如，人类健康和福祉与地方、区域和全球生态系统的完整性密切相关，而处于恶性循环中的生态系统由于污染和资源枯竭而面临风险（图2）。部分原因是其复杂性，此类问题往往没有得到很好的沟通，并经常被公众、媒体和政客误解。
图2 人类与环境之间的相互作用及其对环境质量和人类生活质量的影响
由于人类与环境之间的相互依赖性，大多数环境挑战都需要政府、行业和公民个人在态度和行为上做出根本性的改变。虽然大多数人认为可持续性是一个重要问题，但他们往往反应迟钝，行动迟缓，并不总是理解并经常否认环境的必要性，从而造成了巨大的社会和心理障碍。对33个国家1993年至2010年间的调查显示，人们对环境的漠不关心程度越来越高。全国平均而言，25%的受访者认为经济是他们最关心的问题，其次是医疗（22.2%）、教育（15.6%）、贫困（11.6%）、犯罪（8.6%）、环境（4.7%）、移民（4.1%）和恐怖主义（2.6%）。在所有被调查的国家中，环境问题并没有排在第一位。鉴于过去政府保护环境的行动是由广泛的公众需求推动的，当前的公众惰性可能意味着管理潜存的环境风险的行动可能来得太迟。
政府利用政策、立法、法规和税收来影响人们的行为和应对环境挑战。决策者渴望循证政策，这就要求知识转移和应用系统化。基于证据的决策已经成为良好治理的代名词。例如，在英国，在过去三十年中，政府推动了以证据为基础的政策，以取代意识形态驱动的政策，但其发展突出了应对环境不确定性的挑战以及在这一过程中需要透明度。环境不确定性的影响，加上对政府和科学的信任问题，已经影响了公众的认知和采取环境行动的意愿。公众越来越难以理解或核实公共政策背后的证据，以及这些证据是如何产生、衍生或合成的。这些趋势进一步加剧了公众对科学作用的担忧，加剧了社会对环境政策的惰性和冷漠。考虑到大多数可持续性政策都依赖于公众通过行动的接受和支持，如果公众的感知不能转化为有利于环境的行为，其效果可能会降低。
更糟糕的是，不妥当和无效的沟通往往会给可持续和有效的解决方案蒙上阴影，尤其是在风险分布不公平的情况下，例如弱势社区的土地使用；或者当风险的演变不可预测时，比如气候变化；或者当风险不确定或有争议时，如某些环境因素和癌症风险。对英国公众舆论的纵向分析表明，专家们对存在人为气候变化的共识非常高，而非专家们的意见则摇摆不定。皮尤研究中心2009年的一份报告显示，49%的美国成年人赞同人类活动正在导致全球气候变化，相较于84%的科学家同意这一点。2016年YouGovGlobal调查显示，英国10.8%的人口关注气候变化，比全球平均水平落后两个百分点，仅高于美国（9.2%）和沙特阿拉伯（5.7%）。
在知识以前所未有的速度积累且对自然世界的了解从未如此之高（尽管还不完全）的时代，公众科学素养据称正处于严重下降时期，人们越来越少地参与科学和技术。欧洲和美国的民意研究表明，公众的无知和矛盾心理破坏了公众对有组织科学的信任。因此，科学越来越被视为另一种权威，告诉公众应该相信什么，如何行动。这与一个反对权威的时代不谋而合，甚至可能促成了这个时代。爱德曼信任度调查榜（Edelman Trust Barometer）连续17年每年收集在商业、媒体、政府和非政府组织的公众信任度的数据。2017年，他们对28个国家的33000人进行了调查，首次发现对四类组织的信任度都有所下降。在几乎三分之二的受调查国家中，对这四类组织“做正确的事”的平均信任度低于50%。
环境政策常常面对可疑的公众，一方面涉及科学的独立性和完整性，另一方面涉及如何利用科学证据促进环境问题的解决或解决“政策需要”。环境科学家们还担心，他们往往无法控制自己的研究成果如何被用作政治弹药、支持先前预定的立场或促进特定利益。公众话语对环境科学越来越不信任，但这是对科学的排斥还是对如何应用科学的信任的侵蚀？
虽然科学和技术领域之间的关系从未如此密切，但科学和技术有着不同的目的、不同的需要以及不同的看待和认识世界的方式，因此它们之间的关系往往紧张而复杂。这篇论文考察了环境科学和环境技术之间的主要差异，回顾了更广泛的科学技术融合如何影响它们，并评估了其在社会如何应对可持续性挑战方面的潜在意义。我们质疑环境科学和环境技术之间的“趋同”，产生知识的过程和应用知识带来变化的过程之间的“趋同”，是否可能是公众对环境科学和政策日益不满和不信任的背后原因，并提出一个新的视角，区分科学、技术和社会在现存环境挑战中的作用（图3）。
图3 应对可持续性挑战的科学、技术和社会之间关系的概念图
考虑科学和技术的不同性质可以更好地理解环境科学和技术在应对人类可持续性挑战方面的不同作用。科学的贡献，作为好奇心驱动的努力，以及技术的贡献，作为发明和知识的应用，已经产生了许多改善人类生活质量的发现。科学是由好奇心驱动的，技术是由效用驱动的，两者都是必要的、相互依存的，虽然它们显然是相辅相成的，但当它们趋同时，它们可能会变得功能失调。科学不仅仅是技术的来源，技术不能仅仅通过应用科学知识来解决环境问题。为了确保科学进步带来效益，我们需要以系统的方式投资于将科学知识应用于我们面临的诸多挑战，投资于不仅解决可持续性挑战而且为所有人创造可持续未来的技术。当专家们断章取义地将解释和解决方案应用于实际状况或社会行为时，许多“科学”解决方案都失败了。
我们今天看到的环境科学与技术的融合，限制了科学提供知识的潜力和技术提供变革的潜力，并让公众在信任和相信什么方面感到困惑。科学为环境政策服务并向行业或社会提供快速、有形和有用结果的压力，可能会影响科学议程，损害好奇心驱动的研究，威胁环境科学的自主性、公正性和中立性，并使研究设计产生偏差。科学家们正面临越来越大的压力，需要更好地交流他们的研究成果，与公众互动，并证明他们的工作具有“社会影响”。他们经常被批评无法或不愿展示决策者、行业和社会所需要的影响力。尽管许多人对此表示不满，但他们还是与行业和决策者进行了更多的接触，即使后者不再愿意交出数十亿英镑的纳税人资金来换取一个含糊不清的承诺，即从中获得好处。尽管如此，许多科学家认为自己是中立、无私和客观的。他们渴望扮演理性和权威的环境纠纷仲裁者的角色，但往往没有意识到他们也会受到一系列心理和环境缺陷的影响。尽管许多科学家和决策者对科学在环境政策中的作用抱有共同的愿望，但环境科学家提供的证据往往不是决策者所需要的。基于大学的科学研究很少适合决策者的目标和制约。大多数环境科学研究没有涉及决策的政治性质，环境科学家很少影响证据的使用（或滥用）。另一方面，当科学观点变得无可辩驳时，它产生了所谓的技术控制文化。例如，在这种范式中，新技术决策的解决方案被视为是通过公共教育，从而将正确的科学解决方案直接转化为正确的政策。在这种情况下，有一种赤裸裸的断言，即支持者的特性可保证接受该提案。
此外，当环境科学由政策驱动时，它在许多情况下的声誉取决于它在环境紧迫问题上取得完满成果的能力。当受到社会、工业和政府的影响而不是受到保护时，它越来越被认为是更加可靠和有价值的。人们越来越担心，这反映了从科学自由逐渐转向强调经济或社会当前需求所指定的目标。认为科学的主要目的是寻求真理的观点常常被认为是“纯洁的神话”，与“有序的科学”的理念形成对比，后者的主要目的是满足社会偏好，或者在环境科学中保护自然环境。这导致人们担心，环境科学的内部质量控制机制可能会受到政治和经济激励或环保主义等意识形态的影响。创新、成功技术的发展带来的经济效益与基础广泛的“好奇心”导向的研究相悖。决策者不应该推动科学议程，学术界应该避免改变信仰，而应该为讨论和辩论提供重要内容。
环境科学传播和宣传之间的界限是弥散的。意识形态是人们组织自己试图使世界变得更美好的一种手段。不幸的是，科学训练并不总是保证理性、无偏见、基于证据的推理。Kahan（2013）在关于气候变化和生物进化的辩论中观察到，许多人采取了一种立场，一种符合同龄人观点或社会背景的立场，然后选择科学论据来捍卫这一立场。一个人的科学或技术培训并不能保护他们免于事后的合理化。相反，技术培训只能帮助他们更有效地使用选择性的科学证据。政治、媒体和公众中的怀疑论者质疑气候科学家的客观性。虽然大多数证据表明，这些指控可能被夸大了，但没有强有力的迹象表明科学界正在模糊科学客观性的界限，但仍然存在着这样一种风险，即科学家大幅增加宣传可能是一种不受欢迎的变化，降低他们关于气候变化风险的讨论被相信的可能性。
一个关键的加速因素是公众的科学素养。可以说，教育是科学最重要的应用，这种技术在应对人类面临的挑战方面具有巨大潜力。但科技的融合也对教育产生了深远的影响。它已成为经济进步的工具，不再发挥其为人类发展提供环境的最初作用。培养满足科学和技术市场需求的毕业生是一项挑战，因为科学家的技能与应对环境挑战所需的技能不同（表1），而社会要可持续发展，这两者都需要。科学资助越来越多地包含了一个从发现到发明再到采用再到重复的周期；一种旨在打破学科壁垒，但不认可合作障碍的模式。有效的合作取决于人际交往技能的培训，包括建立信任、沟通、倾听、领导力、创造性问题解决、决策和冲突管理。科学的成功转化依赖于鼓励持久人际关系的系统；共同的研究议程和优先事项；通过密切合作交付研究成果而产生的相互尊重；决策者和科学家之间的互惠和个人互动。大多数科学家不太可能在没有帮助的情况下跨越这一鸿沟。相反，科学研究的商业化、产生反常激励的绩效衡量以及形成科学议程的经济或意识形态驱动因素给科学家带来了巨大压力。这些因素使科学家容易受到导致公众信任受损的条件的影响。
表1 应对环境挑战的科学与技术的属性的差异以及从科学家训练中获得的技能与解决环境问题所需的技能之间的差异
如果不付出巨大努力，就无法实现将知识转化为变化的过程。2016年美国科学促进协会的一份评论显示，知识的缺乏破坏了公众对科学作为一个制度的支持，助长了对解决气候变化等问题的行动的反对，并助长了对科学进步和新兴技术的保留。其他资料也报告说，公民科学素养与公众对科学研究和联邦科学技术资助的支持正相关。因此，科学可能在赋予公众参与变革的权力方面发挥着关键作用。
科学是一个深思熟虑的、理性的过程，但对于那些试图理解、操纵或构建系统的人来说，其“复杂”性质往往需要超越化约科学模型或传统工程设计方法的方法，因为它们具有不可预测性、非线性、互联性、层次性和“涌现性”。为了有效地解决环境问题，跨学科研究应该将人类和自然系统结合起来。技术变革是一个多层次的过程，在时间和空间上呈现不均衡，往往超出了单个科学家的视角。
虽然环境科学在知识生产中有着明确的作用，但环境技术在促进社会变革方面有着独特的作用。需要一批新的专业人员，他们能够实际利用成果，使公众理解科学，讲授、谈判、促进和处理复杂的道德和政策问题。他们将应用科学提供的知识，弥合科学与社会之间的鸿沟，而不会危及学术自由。环境技术专家将产生参与性思维，并对我们依赖自然的方式和自然受人影响的方式有更全面的了解，为技术评估和发展提供影响。他们将与决策者、利益相关者和公众接触，更好地界定环境问题，并支持社会实施实现真正变革所需的综合、跨学科和整体的解决方案。这一过程可能需要变革性创新、工业实践的变革和新的环境政策。环境挑战要求科学、技术和社会之间签订新的契约，承认所有三者的重要性，并提供协同效应，使所有这三者都能充分发挥潜力。
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